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Calculadora de fuerza de embutición profunda

Calcule la relación de embutición (coeficiente de embutición) m = d/D y la fuerza del punzón (de embutición) para piezas cilíndricas embutidas en profundidad, además del radio recomendado de matriz y punzón y la fuerza del pisador. Introduzca el diámetro de la pieza en bruto, el diámetro del producto, el espesor de chapa y la resistencia a la tracción; la calculadora devuelve la fuerza en kN, N y tonelada-fuerza, el coeficiente C₁ y la orientación sobre radios.

Este es el cálculo que realizan nuestros ingenieros de utillaje al diseñar una matriz de embutición profunda. La relación de embutición, el radio de matriz, el radio de punzón y la fuerza del punzón determinan si la primera embutición tiene éxito, qué tonelaje de prensa se necesita y si hace falta una reembutición. El mismo cálculo se completa antes de presupuestar una pieza.

1 · Unidades
2 · Dimensiones de pieza en bruto y producto
Relación de embutición m = d/D  ·  F = π·C₁·d·t·σs
mm
Diámetro de la pieza en bruto circular plana
mm
Diámetro interior o medio de la copa embutida
mm
MPa
Resistencia a la tracción última del material de chapa
3 · Radio de matriz y punzón
mm
Opcional. Si se deja en blanco, el rango recomendado se muestra en el resultado.
mm
Opcional. Valor típico: 0,6–1,0 veces el radio de la matriz.
El radio de matriz controla el flujo de material sobre el hombro de la matriz. Un radio demasiado pequeño puede desgarrar la pieza en bruto; un radio demasiado grande puede permitir el arrugado y reducir el control dimensional. El radio del punzón controla principalmente la tensión en la punta del punzón.
Referencia rápida de materiales
σs es la resistencia a la tracción, no la resistencia al cizallamiento, para la embutición profunda. Seleccione un material para rellenar el valor automáticamente.

Introduzca el diámetro de pieza en bruto D, el diámetro del producto d, el espesor de chapa t y la resistencia a la tracción σs. La relación de embutición y la fuerza del punzón se actualizan automáticamente.

La relación de embutición m = d/D mide la severidad de la embutición. Para una primera embutición, los metales suelen mantenerse entre 0,50 y 0,62. La fuerza del punzón F = π·C₁·d·t·σs utiliza el coeficiente C₁ interpolado, el diámetro del producto, el espesor de chapa y la resistencia a la tracción. La fuerza del pisador se estima en aproximadamente el 25 % de la fuerza del punzón. Añada un margen de seguridad del 10–20 % para las condiciones de producción.

Cálculo de la fuerza de embutición profunda: cómo funciona

La embutición profunda transforma una pieza en bruto circular plana en una copa hueca mediante un punzón y una matriz. El pisador sujeta la brida mientras el punzón empuja la chapa hacia la cavidad de la matriz, conformando la pared a medida que el material fluye hacia el interior.

Preguntas frecuentes

La relación de embutición m = d/D es la relación entre el diámetro acabado d y el diámetro de la pieza en bruto plana D. Mide la severidad de la deformación. Para una primera embutición, las relaciones típicas en metal son 0,50–0,62. Un m menor significa una embutición más severa y un mayor riesgo de agrietamiento en el radio del punzón. Un m mayor es una embutición menos profunda en la que el arrugado de la brida pasa a ser la principal preocupación.

Fuerza del punzón F = π·C₁·d·t·σs, donde C₁ es el coeficiente de primera embutición, d es el diámetro acabado, t es el espesor de chapa y σs es la resistencia a la tracción. C₁ se interpola a partir de la tabla estándar. Para una copa de 70 mm embutida a partir de una pieza en bruto de 100 mm en acero de 1,2 mm con resistencia a la tracción de 400 MPa, F es aproximadamente 63 kN.

El radio de matriz suele ser del 6–10 % del diámetro de la pieza en bruto D para acero, del 8–12 % para acero inoxidable y del 5–8 % para aluminio. Un radio demasiado pequeño aumenta la tensión de flexión en el hombro de la matriz y puede desgarrar la pieza en bruto. Un radio demasiado grande permite el arrugado de la brida y reduce el control de la pared embutida. El radio del punzón suele ser de 0,6–1,0 veces el radio de la matriz.

Una relación de embutición menor significa que la pieza en bruto debe embutirse más en relación con su tamaño inicial. El trabajo de deformación por pieza aumenta, por lo que C₁ y la fuerza del punzón se incrementan. Por eso una copa más profunda necesita más tonelaje de prensa que una copa menos profunda del mismo diámetro y espesor.

Normalmente se necesita un pisador cuando m es inferior a aproximadamente 0,65; sin él, la brida sin soporte puede pandearse y producir arrugas. La fuerza de sujeción debe ser justo la suficiente para evitar el arrugado, típicamente alrededor del 20–30 % de la fuerza del punzón. Una fuerza de sujeción excesiva aumenta la carga del punzón y puede desgarrar la pieza.

Si la relación requerida para una sola operación quedara por debajo del límite de primera embutición del material, normalmente alrededor de 0,50 para muchos aceros, la pieza debe fabricarse en dos o más pasos de embutición. Puede ser necesario un recocido intermedio para materiales que endurecen por deformación, como el acero inoxidable.

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¿Necesita el diseño de una matriz de embutición profunda o un presupuesto?

Envíe su plano a shawn@balford.net. Nuestros ingenieros de utillaje confirmarán la relación de embutición, el ajuste de radios, la fuerza del punzón y el precio en 24 horas.